超声辅助电解-磨削高效加工小孔技术研究

发布时间：2022-07-01 09:35

　　小孔结构在诸多工程领域应用广泛,孔壁的表面质量往往决定了小孔零件的使用性能,随着小孔零件向精密化的发展,对小孔超精密加工的需求也越来越迫切。为进一步提高小孔的加工精度和表面加工质量,本文将超声振动应用于电解磨削复合加工技术中,利用超声振动的空化作用和强化传质效果对加工环境进行优化,提升了电解-磨削加工小孔的加工质量和加工效率。本文利用超声辅助电解磨削加工技术对小孔进行高效扩孔加工,并对此加工方式进行了理论分析及一系列加工试验,主要研究内容如下:（1）搭建了超声辅助电解磨削加工试验平台,包括电解加工机床、超声波电加工主轴、高频脉冲电源、电流采集系统等;研制了金刚石磨粒球头电极,使经过超声辅助电解磨削扩孔加工处理的小孔侧壁基本无锥度。（2）利用电化学工作站测定了工件材料在不同成分和浓度的电解液中的极化曲线,获取了工件材料在不同电解液中的电化学行为特性,分析了其在不同电解液条件下的钝化效果和钝化层致密性,为选择试验加工所用的电解液奠定了基础。（3）建立超声辅助电解磨削扩孔加工数学模型,对超声辅助电解磨削加工机理进行了研究;通过对加工过程中的间隙电场进行仿真分析,获取了间隙电场电流密度与工件表... 

【文章页数】：115 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景、意义与课题来源
        1.1.1 研究背景及研究意义
        1.1.2 课题来源
    1.2 电解钻削加工技术研究现状
    1.3 超声辅助电解钻削加工技术研究现状
    1.4 电解磨削复合加工技术研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 超声辅助电解磨削加工技术研究现状
    1.6 研究内容与论文结构
第2章 超声辅助电解磨削加工机理及试验平台
    2.1 超声辅助电解磨削加工理论基础
        2.1.1 电解加工理论基础及特点
        2.1.2 超声辅助电解磨削加工理论
        2.1.3 超声辅助电解磨削加工数学模型
    2.2 工件材料电化学特性研究
        2.2.1 双电层与电极极化
        2.2.2 钝化膜与钝化过程
        2.2.3 电化学特性测量原理及方法
        2.2.4 0Cr18Ni9不锈钢电化学极化曲线的测量
        2.2.5 GH3030电化学极化曲线的测量
    2.3 超声辅助电解磨削加工试验平台的搭建
        2.3.1 试验平台机械系统组成
        2.3.2 工具电极的制备
        2.3.3 控制系统与测量设备
    2.4 本章小结
第3章 超声辅助电解磨削高效加工小孔多物理场仿真
    3.1 有限元法与仿真软件简介
        3.1.1 有限元法
        3.1.2 COMS OL Multiphysics软件简介
        3.1.3 Fluent软件简介
    3.2 超声辅助电解磨削加工小孔电场仿真模拟
        3.2.1 高频脉冲电解钻削加工预孔电场仿真
        3.2.2 超声辅助电解磨削扩孔加工电场仿真模型
        3.2.3 超声辅助电解磨削扩孔加工间隙电场仿真
    3.3 超声辅助电解磨削扩孔加工流场仿真模拟
        3.3.1 超声辅助电解磨削扩孔加工流场仿真模型
        3.3.2 超声辅助电解磨削扩孔加工间隙流场仿真
    3.4 本章小结
第4章 超声辅助电解磨削高效加工小孔试验
    4.1 超声辅助电解钻削加工预孔试验
    4.2 不锈钢超声辅助电解磨削扩孔加工试验
        4.2.1 电加工参数的选择
        4.2.2 电解作用与机械研磨的匹配
        4.2.3 电极转速对加工效率的影响
        4.2.4 超声振动对加工效果的影响
        4.2.5 金刚砂目数对加工表面质量的影响
        4.2.6 典型加工结果
    4.3 镍基高温合金超声辅助电解磨削扩孔加工试验
        4.3.1 GH3030超声辅助电解磨削扩孔加工试验结果与分析
        4.3.2 典型加工结果
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术成果和参加的科研项目
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3653995